[發(fā)明專利]具有三維止檔結構的抗過載MEMS器件及其加工方法

有效

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• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102701137A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 楊擁軍;徐淑靜;李博;何洪濤
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C3/00
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

1.一種具有三維止檔結構的抗過載MEMS器件，包括底座（1）、蓋帽（8）以及位于底座（1）和蓋帽（8）之間的結構層（4），所述底座（1）與結構層（4）之間、蓋帽（8）與結構層（4）之間均為周邊鍵合，所述結構層（4）包括活動結構（5）以及位于活動結構（5）周邊、并且限制活動結構（5）XY方向運動的結構層止檔（6），所述結構層止檔（6）固定于結構層（4）周邊的固定結構（10）上，其特征在于所述底座（1）的上表面、與活動結構（5）相對應位置設有底座腔體，所述底座腔體內設有底座止檔（2），所述蓋帽（8）的下表面、與活動結構（5）相對應位置設有蓋帽腔體，所述蓋帽腔體內設有蓋帽止檔（9）。

2.根據權利要求１所述的具有三維止檔結構的抗過載MEMS器件，其特征在于所述底座止檔（2）和蓋帽止檔（9）為腔體底部豎起的一個以上的柱體，所述柱體頂端與活動結構（5）之間留有間隙。

3.根據權利要求１所述的具有三維止檔結構的抗過載MEMS器件，其特征在于所述周邊鍵合的鍵合面之間設有介質層。

4.一種如權利要求2所述的具有三維止檔結構的抗過載MEMS器件的加工方法，其特征在于該加工方法的步驟如下：

（1）刻蝕淺腔：利用光刻工藝和刻蝕工藝，在底座（1）和蓋帽（8）上刻蝕出所述蓋帽腔體和底座腔體，所述蓋帽腔體和底座腔體為淺腔；?

（2）制作Z方向止檔：利用光刻工藝和刻蝕工藝，對底座（1）和蓋帽（8）的淺腔內的區(qū)域進行選擇性刻蝕，將需要加工止檔位置處的結構保護，其余區(qū)域刻蝕掉，形成深腔，從而形成由深腔底部豎起的Z方向上的柱體，即為底座止檔（2）和蓋帽止檔（9）；

（3）一次鍵合：采用圓片鍵合工藝，將底座（1）有腔體的一面和結構層（4）相對，將底座（1）與結構層鍵合在一起；

（4）活動結構和平面內止檔的加工：利用光刻工藝和刻蝕工藝，在結構層（4）上刻蝕出活動結構（5）和XY平面內結構層止檔（6）；

（5）二次鍵合：采用圓片鍵合工藝，將結構層（4）和蓋帽（8）鍵合在一起，完成MEMS器件的加工。

5.根據權利要求4所述的具有三維止檔結構的MEMS器件器件的加工方法，其特征在于所述步驟（1）、（2）和（4）中所述的刻蝕工藝為干法刻蝕工藝或者濕法腐蝕工藝。

6.根據權利要求4所述的具有三維止檔結構的MEMS器件的加工方法，其特征在于所述步驟（3）和步驟（5）中的圓片鍵合工藝為陽極鍵合、硅硅鍵合、共晶鍵合、Glass?frit鍵合、聚合物鍵合中的一種。

7.根據權利要求6所述的具有三維止檔結構的MEMS器件的加工方法，其特征在于：當圓片鍵合工藝為硅硅鍵合、共晶鍵合、Glass?frit鍵合或聚合物鍵合時，鍵合接觸面之間需要有相應的介質層，所述介質層為氧化層、金屬介質、玻璃漿料或者聚合物。

8.根據權利要求7所述的具有三維止檔結構的MEMS器件的加工方法，其特征在于所述介質層的加工工藝為：

（1）制備介質層：采用介質層制備工藝，在底座（1）的上表面制備一層底座介質層（3），同時在蓋帽（8）的下表面制備一層蓋帽介質層（7），所述介質層制備工藝為氧化層生長工藝或者金屬化工藝或其他介質層涂覆工藝中的一種；

（2）刻蝕介質層：利用光刻工藝和刻蝕工藝，將底座（1）和蓋帽（8）上中間部分的介質層刻蝕掉，保留四周部分用于圓片鍵合的介質層。

9.根據權利要求4所述的具有三維止檔結構的MEMS器件的加工方法，其特征在于步驟（4）中，對結構層（4）刻蝕前，采用磨拋減薄工藝，對其進行減薄。